CN109541466A - 一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置及检测方法 - Google Patents

一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置及检测方法 Download PDF

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卢茂祥
阳晓红
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Abstract

本发明公开了一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置及检测方法，包括支架、圆盘、轴承、变频器、温度传感器、电涡流位移传感器、信号采集器和显示器，待测电机通过轴承安装在支架上，变频器控制待测电机的转速，温度传感器检测待测电机的定子的温度，圆盘静止的设置在待测电机的一侧，电涡流位移传感器设置在圆盘上，信号采集器采集电涡流传感器和温度传感器的数据，显示器与信号采集器连接。本发明通过电涡流位移传感器，配合变频器实时控制调整转速，以达到在线检测的目的，使工作人员能够实时检测数据，了解电机各阶段的实际状态。

Description

一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及电机检测领域，特别涉及一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置及检测方法。
背景技术
电机能将电能转换成机械能，体积小效率高；电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用，使用方便。一款新的电机在开发及应用中重要的一个环节是明确转子在工作状态下的结构件寿命。
现有的检测装置和检测方法通过对待测电机匀速提速，查看电机是否解体；但是，该种装置和方法并不是电机(包含定子，转子，轴)的实时检测；不能得到此款电机的极限转速；并且在检测过程中随时都有爆破的危，对检测人员造成伤害。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置，包括支架、圆盘、轴承、变频器、温度传感器、电涡流位移传感器、信号采集器和显示器，所述待测电机通过所述轴承安装在所述支架上，所述变频器控制所述待测电机的转速，所述温度传感器检测所述待测电机的定子上的温度，所述圆盘静止的设置在所述待测电机的一侧，所述电涡流位移传感器设置在所述圆盘上，所述信号采集器采集所述电涡流传感器和温度传感器的数据，所述显示器与所述信号采集器连接。
进一步地，所述温度传感器安装在所述待测电机的定子内。
进一步地，所述温度传感器为热电偶。
一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置的检测方法，包括如下步骤：
S1：将待测电机安装在所述支架上，并且安装所述温度传感器和所述电涡流传感器，设定所述温度传感器的最大报警温度值；
S2：通过变频器控制所述待测电机转动，并且转速匀速增加，同时所述信号采集器采集所述温度传感器和所述电涡流传感器的数据，并在所述显示屏上显示；
S3：观察所述显示上显示的数据；
S4：当环境温度达到设定的最大报警温度值，切断电源终止实验。
进一步地，步骤S2中，所述变频器控制所述待测电机转速在3000RPM之内以500r/min均匀加速之后稳定2min；3000-9000RPM之内以200r/min均匀加速之后稳定5min；9000-20000RPM之内以100r/min均匀加速之后稳定5min；20000-30000RPM之内以50r/min均匀加速。
进一步地，步骤S2中，所述电涡流传感器采集待测电机轴的振动和位置信息。
进一步地，步骤S1中，所述温度传感器安装在所述待测电机的定子内。
进一步地，步骤S4中，当电涡流位移传感器采集的振动幅度大于等于0.2mm时，切断电源终止实验。
本发明取得的有益效果：
本发明通过电涡流位移传感器，配合变频器实时调整转速，以达到在线检测的目的，使工作人员能够实时检测数据，了解电机各阶段的实际状态。并且增加温度传感器，检测定子的温度，以防止电机温度快速升高，造成电机爆破，危害操作人员。并且配合振动传感器，通过振动状态作为参考，保证数据的准确性。
附图说明
图1为本发明的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置的结构示意图；
附图标记如下：
1、支架，2、圆盘，3、轴承，4、变频器，5、温度传感器，6、电涡流位移传感器，7、信号采集器，8、待测电机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置，包括支架1、圆盘2、轴承3、变频器4、温度传感器5、电涡流位移传感器6、信号采集器7和显示器，待测电机8通过轴承3安装在支架1上，变频器4控制待测电机8的转速；温度传感器5检测待测电机8的定子的温度，以防止待测电机8的转子在高速旋转时发生变形，与定子发生摩擦，造成温度急剧升高，待测电机8可能产生爆破现象，危及操作人员。温度传感器5可以是热电偶。优选的，温度传感器5安装在待测电机8的定子内，这样能够及时准确的监测定子的温度。圆盘2静止的设置在待测电机8的一侧，在圆盘2上设置电涡流位移传感器6，通过电涡流位移传感器6采集待测电机8轴的振动和位置信息。信号采集器7采集电涡流传感器6和温度传感器5的数据，显示器与信号采集器7连接，用于显示信号采集器7的采集到的数据。
本发明还公开了一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将待测电机安装在支架上，并且安装温度传感器和电涡流位移传感器，设定温度传感器的最大报警温度值；
S2：通过变频器控制待测电机转动，并且转速匀速增加，同时信号采集器采集温度传感器和电涡流位移传感器的数据，并在显示屏上显示；
S3：观察显示上显示的数据；
S4：当环境温度达到设定的最大报警温度值，切断电源终止实验。
进一步地，步骤S2中，变频器控制待测电机转速在3000RPM之内以500r/min均匀加速之后稳定2min；3000-9000RPM之内以200r/min均匀加速之后稳定5min；9000-20000RPM之内以100r/min均匀加速之后稳定5min；20000-30000RPM之内以50r/min均匀加速。通过变频器4对待测电机的转速进行分段并且均匀提速，使转速提升平稳过渡，同时变频器也可以较好的控制转速，避免转速输出不真实。
在一实施例中，步骤S2中，通过电涡流位移传感器6监测待测电机8的转轴振动情况，作为电涡流位移传感器6采集待测电机的位置数据的参考，当该转子达到其极限转速情况下传感器采集到的数据将出现峰值(共振引起，可以通过其判断转子轴的一阶模态)，当转速超过其极限转速(共振频率)时峰值可能消失。随着转速的继续增高，峰值再度出现及消失(转子轴共振点也许会有多个)，最终传感器显示数据越来越大。
在一实施例中，步骤S1中，温度传感器安装在待测电机的定子内。由于待测电机的发热是通过定子与转子相互摩擦产生的，因此设置在定子内，能够获得最真实的环境温度。
在一实施例中，步骤S4中，当电涡流位移传感器采集的振动幅度大于等于0.2mm时，切断电源终止实验。因为，当待测电机的振动数据大于0.2mm时，待测电机8随时都有可能发生解体，能够有效避免意外的发生。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (8)

1.一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置，其特征在于，包括支架、圆盘、轴承、变频器、温度传感器、电涡流位移传感器、信号采集器和显示器，所述待测电机通过所述轴承安装在所述支架上，所述变频器控制所述待测电机的转速，所述温度传感器检测所述待测电机的定子的温度，所述圆盘静止的设置在所述待测电机的一侧，所述电涡流位移传感器设置在所述圆盘上，所述信号采集器采集所述电涡流传感器和温度传感器的数据，所述显示器与所述信号采集器连接。
2.根据权利要求1所述的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置，其特征在于，所述温度传感器安装在所述待测电机的定子内。
3.根据权利要求1所述的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。
4.一种根据权利要求1-3任一所述的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将待测电机安装在所述支架上，并且安装所述温度传感器和所述电涡流传感器，设定所述温度传感器的最大报警温度值；
S2：通过变频器控制所述待测电机转动，并且转速匀速增加，同时所述信号采集器采集所述温度传感器和所述电涡流传感器的数据，并在所述显示屏上显示；
S3：观察所述显示上显示的数据；
S4：当环境温度达到设定的最大报警温度值，切断电源终止实验。
5.根据权利要求4所述的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置的检测方法，其特征在于，步骤S2中，所述变频器控制所述待测电机转速在3000RPM之内以500r/min均匀加速之后稳定2min；3000-9000RPM之内以200r/min均匀加速之后稳定5min；9000-20000RPM之内以100r/min均匀加速之后稳定5min；20000-30000RPM之内以50r/min均匀加速。
6.根据权利要求4所述的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置的检测方法，其特征在于，步骤S2中，所述电涡流传感器采集待测电机轴的振动和位置信息。
7.根据权利要求4所述的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置的检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述温度传感器安装在所述待测电机的定子内。
8.根据权利要求4所述的一种电机结构件疲劳寿命在线检测装置的检测方法，其特征在于，步骤S4中，当电涡流位移传感器采集的振动幅度大于等于0.2mm时，切断电源终止实验。
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